Scoperto il “pulsante di reset” dell’orologio biologico

Viaggiare intorno al mondo in aereo e il lavoro su turni (soprattutto quelli notturni) sono alcuni dei fattori che possono sconvolgere il ciclo biologico del corpo umano, anche conosciuto come ritmo circadiano.

Nel corso degli anni gli scienziati hanno lentamente messo insieme i pezzi dei nostri “orologi biologici” ottenendo una buona comprensione del loro funzionamento.

Image credits: Ryan Jorgensen - Jorgo, via Shutterstock

Gli scienziati hanno scoperto nei topi ciò che sembrerebbe l’equivalente di un "pulsante di reset" per tale complesso sistema di regolazione interna dei ritmi dell’organismo; esso potrebbe potenzialmente aiutare i ricercatori a sviluppare nuove terapie per correggere le discordanze tra l'ambiente e i gli orologi biologici interni degli esseri umani.

I ritmi circadiani sono rappresentati da cambiamenti comportamentali, mentali e fisiologici che si verificano in un organismo nell’arco di un ciclo di circa 24 ore. Tali cambiamenti sono dettati principalmente dalla luce ambientale. Queste oscillazioni sono inoltre guidate da gruppi di molecole all’interno del corpo conosciute collettivamente come orologi biologici. Nel cervello è presente un sistema che serve a coordinare e regolare proprio tali orologi in modo da mantenere il corpo sempre sincronizzato.

Tale sistema, definito anche “master clock” è un gruppo di neuroni chiamato nucleo soprachiasmatico situato nell’ipotalamo. I ricercatori appartenenti all’Università Vanderbilt, Tennessee, USA hanno dimostrato che è possibile controllare l’orologio spegnendo e accendendo in maniera selettiva questa popolazione cellulare che di fatto imita le attività diurne e notturne.

Al fine di manipolare l'attività di questi neuroni, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica sofisticata conosciuta come optogenetica. Questa tecnica comporta l'inserimento di geni che creano una codifica per le proteine sensibili alla luce in popolazioni distinte di cellule. Si viene così a creare un fascio di neuroni che rispondono alla luce in un determinato modo. Quindi dopo aver impiantato una fibra ottica nel cervello gli scienziati possono utilizzare dei laser per stimolare (accendere) o inibire (spegnere) tali cellule.

Come descritto sulla rivista Nature Neuroscience i ricercatori hanno scoperto che stimolando artificialmente i neuroni del nucleo soprachiasmatico è possibile manipolare il ritmo sonno/veglia dei topi resettando di fatto il “master clock”. Questo è particolarmente interessante perché un precedente lavoro di ricerca suggeriva che l’attività di queste cellule fosse solo il risultato delle attività in uscita dell’orologio.

“Certamente, questo approccio non è ancora pronto per essere utilizzato sugli esseri umani”, ha dichiarato l’autore dello studio Michael Tackenberg - che aggiunge - “Altri ricercatori stanno compiendo passi in avanti verso un eventuale uso dell’optogenetica come terapia”. Tackenberg sta continuando il lavoro di ricerca analizzando se i topi che soffrono del disturbo affettivo stagionale, un tipo di depressione che segue un andamento stagionale, rispondono alla stimolazione.